研究の背景
自転車に乗っている時、ムダになっているエネルギーがあると気付きました。例えば、向かい風や日光や昼間電気をつけないのに発電しつづけている前輪の発電機などです。
研究計画
前で出したようなエネルギーから電気を取ることが出来れば自家発電で走るアシスト自転車がうまれると考えました。しかしアシスト自転車はないので普通の自転車からどの程度の電気を取り出せるかという研究をしました。
研究
向かい風を電気に変えるためにモーターにプロペラを付けママチャリのかごに取り付けた。最初は1つのモーターに2つのプロペラを付けていたが最終的には2つのモーターを用意し、それぞれにプロペラを取り付けた。
次に自転車の荷台にソーラーを取り付けた。
次に自転車に最初からついているハブダイナモから発電した。ハブダイナモとは前輪の中心部分(ハブ)に取り付けられている、普段はライトを点灯させるための電気を発電しているものだ。タイヤの回転から発電しているためこのなかでは最も大きく発電できた。またハブダイナモから流れる電流は交流(AC)なので、AC-DC変換器(コンバータ)というものを介して直流(DC)へ変換して発電量を調べた。
次は良い案だったが発電量が小さくボツとなってしまったペルチェ素子。強い陽射しで熱せられた路面にペルチェ素子をギリギリまで近付けて取り付け、上から水をポタポタと垂らし、その温度差で発電するという計画だった。しかし実際に測ってみると発電量はとても小さいものであった。
最後に用意したものは6Vのバッテリーだ。今までの装置(ペルチェ素子を除く)から測ったら電圧(V)を単純に足し算すれば6Vを越えるため充電できるはずと考えていた。しかし、すべての装置を直列に繋ぐと、回路が長くなってしまい電圧降下(ドロップ)を起こして6V以下になってしまった。変圧器や太い電線があれば(電線が太いと抵抗が小さくなり電力消費を抑えられるため電圧降下も抑えられる)がここで予算オーバー。バッテリーにどの程度の時間で充電が出きるのかという研究は断念した。
まとめ
今回の研究では、実際にアシスト自転車をつくることが出来なかったり、ボツになった案があったり断念した研究もありました。しかし、持続可能な社会を目指している世の中において様々な利用可能なエネルギーの案を出すことが出来ました。そこが今回の研究での収穫だと思います。
